Den enkleste halvlederkomponenten - den diode -Preformer en rekke nyttige funksjoner relatert til dens kjerneformål med å styre strømmen av strømmen av elektrisk strøm. Dioder gjør det mulig å strømme gjennom dem i en retning.
Perfekt effektive dioder synes å være åpne kretser med negativ spenning og de ser ut som kortslutning ellers. Men fordi dioder innrømmer noe ineffektivitet, er deres nåværende-til-spenningsforhold ikke-lineært.
Som sådan vil du ønske å konsultere en diode datablad for å se en kurve av kurven til en gitt diode fremspenning i forhold til fremoverstrømmen, slik at du velger den riktige dioden for ditt eget prosjekt.
Diodes applikasjoner
Til tross for at de bare er enkle to-bens halvlederinnretninger, er dioder viktige i moderne elektronikk. Noen av de typiske bruksområdene til dioder inkluderer:
- Korrigere en spenning, som for eksempel vekselstrøm til likespenning
- Isolere signaler fra en forsyning
- Kontrollerer størrelsen på et signal
- Blandesignaler
Power Conversion
En viktig anvendelse av dioder er å konvertere vekselstrøm til likestrøm. En enkeltdiode eller fire dioder kan brukes til å transformere 110V husholdningsenergi til likestrøm ved å danne en halvveis (enkeltdiode) eller en fullbølge (fire dioder) liker . En diode gjør dette ved å tillate at bare halvparten av vekslingsformen beveger seg gjennom den. Når denne spenningspulsen brukes til å lade en kondensator, ser utgangsspenningen ut til å være en jevn likspenning med en liten spenningsrille. Ved å bruke en fullbølge-likeretter gjør denne prosessen enda mer effektiv ved å dirigere AC-pulser, slik at både de positive og negative halvdelene av inngangen sinusbølgen blir sett på som bare positive impulser, som effektivt fordobler frekvensen av inngangspulser til kondensatoren, hvilket bidrar til å holde det ladet og levere en mer stabil spenning.
Dioder og kondensatorer kan også brukes til å lage en rekke typer spenningsmultiplikatorer for å ta en liten vekselstrøm og multiplisere den for å skape meget høyspenningsutganger. Både AC og DC utganger er mulige ved å bruke riktig konfigurasjon av kondensatorer og dioder.
Demodulering av signaler
Den vanligste bruken av dioder er å fjerne den negative komponenten av et AC-signal. Fordi den negative delen av en AC-bølgeform vanligvis er identisk med den positive halvdelen, går meget liten informasjon effektivt i denne prosessen for å fjerne den bort, noe som fører til mer effektiv signalbehandling.
Signaldemodulering brukes ofte i radioer som en del av filtreringssystemet for å hjelpe til med å trekke ut radiosignalet fra bærebølgen.
Overspenningsbeskyttelse
Dioder fungerer også godt som beskyttelsesanordninger for sensitive elektroniske komponenter. Når de brukes som spenningsbeskyttelsesanordninger, er diodeene ikke ledende under normale driftsforhold, men straks kort noen høyspentspike til jord der den ikke kan skade en integrert krets. Spesialiserte dioder kalt forbigående spenningsundertrykkere er designet spesielt for overspenningsbeskyttelse og kan håndtere svært store strømspenninger i korte tidsperioder, typiske egenskaper for spenningsspiss eller elektrisk støt, noe som normalt vil skade komponenter og forkorte levetiden til et elektronisk produkt.
På samme måte kan en diode regulere spenning ved å tjene som en clipper eller a limiter -En spesialisert formål som sperrer spenningen som kan passere gjennom den på et bestemt tidspunkt.
Gjeldende styring
Den grunnleggende bruken av dioder er å styre strømmen og sørg for at den bare strømmer i riktig retning. Et område hvor den nåværende styringskapasiteten til dioder er en god effekt er å bytte strøm fra en strømforsyning til strøm som går fra et batteri. Når en enhet er koblet til og lader - for eksempel en mobiltelefon eller en avbruddsfri strømforsyning - enheten skal bare trekke strøm fra den eksterne strømforsyningen og ikke batteriet, og mens enheten er koblet til, bør batteriet trekke strøm og lading. Så snart strømkilden er fjernet, bør batteriet koble enheten slik at ingen avbrudd blir lagt merke til av brukeren.
Et godt eksempel på dagens styring er gjennom omvendt strømbeskyttelse. Tenk for eksempel bilen din. Når batteriet ditt dør og et vennlig forbipasserende tilbud hjelper deg med jumperkabler, hvis du blander rekkefølgen på de røde og sorte kablene, vil du ikke steke bilens elektriske system fordi dioder ved siden av batteriet blokkerer feil retningen.
Logiske porter
Datamaskiner opererer i binær-en endeløs sjø av nuller og de. De binære avgjørelsen trær i databehandling er basert på logiske porter aktivert av dioder som kontrollerer om en bryter er på ("1") eller av ("0"). Selv om hundrevis av millioner dioder vises i moderne prosessorer, er de funksjonelt de samme som diodene du kjøper på elektronikkbutikken - bare mye mindre.
Dioder og lys
En LED-lommelykt er bare en lommelykt hvis belysning er hentet fra en lysemitterende diode. I lys av positiv spenning lyser lysdiodene.
En fotodiode aksepterer derimot lys gjennom en samler (som et mini solpanel) og konverterer det lyset til en liten mengde strøm.
